Kluczowa różnica między lucyferazą a GFP polega na tym, że lucyferaza jest enzymem wytwarzającym światło podczas utleniania swojego substratu lucyferyny, podczas gdy GFP (białko o zielonej fluorescencji) to białko, które wyświetla jasnozieloną fluorescencję po wystawieniu na światło w kolorze niebieskim do zakresu ultrafioletowego.
Bioluminescencja jest spowodowana światłem wytwarzanym w wyniku reakcji chemicznej w żywym organizmie. Jest to rodzaj chemiluminescencji. Dlatego bioluminescencję można zdefiniować jako chemiluminescencję zachodzącą wewnątrz żywego organizmu. Większość organizmów bioluminescencyjnych znajduje się w oceanie. Organizmy te obejmują ryby, bakterie i galaretki. Na lądzie można znaleźć niektóre organizmy bioluminescencyjne, takie jak świetliki i grzyby. Organizmy bioluminescencyjne nie są rodzime dla wody słodkiej. Normalnie organizmy bioluminescencyjne zawierają w tym celu cząsteczki, takie jak lucyferaza i GFP. Lucyferaza i GFP to dwa białka zdolne do wytwarzania bioluminescencji.
Co to jest Lucyferaza?
Lucyferaza to enzym, który wytwarza światło, gdy utlenia substrat lucyferyny. Enzym ten katalizuje reakcje chemiczne w żywych organizmach, w wyniku których dochodzi do emisji fotonów. Zwykle różni się od fotoproteiny. Nazwa „lucyferaza” została po raz pierwszy użyta przez Raphaela Dubois, który wymyślił słowa lucyferyna i lucyferaza. Różne organizmy regulują produkcję światła za pomocą różnych lucyferaz w różnych reakcjach emitujących światło. Większość badanych lucyferaz znaleziono u zwierząt, w tym u świetlików, organizmów morskich, takich jak widłonogi, meduzy i bratek morski. Lucyferazy znaleziono również w świecących grzybach, świecących bakteriach i bruzdnicach.
Rysunek 01: Lucyferaza
Lucyferyna jest substratem dla enzymu lucyferazy. Lucyferaza jest klasyfikowana jako oksydoreduktazy. Oznacza to, że działa na pojedynczych dawców z włączeniem tlenu cząsteczkowego. Reakcja chemiczna katalizowana przez lucyferazę świetlika przebiega w dwóch etapach, jak wspomniano poniżej.
Lucyferyna + ATP → Adenylan lucyferylu + PPi
Adenylan lucyferylu + O2→ Oksyluceferyna + AMP + Światło
Ten enzym jest szeroko stosowany w biotechnologii, mikroskopii i jako gen reporterowy. Jednak w przeciwieństwie do białek fluorescencyjnych, lucyferaza nie wymaga zewnętrznego źródła światła. Ale wymaga dodania lucyferyny, która jest zużywalna jako substrat.
Co to jest GFP?
GFP (białko zielonej fluorescencji) to białko, które wyświetla jasnozieloną fluorescencję po wystawieniu na światło w zakresie od niebieskiego do ultrafioletowego. Etykieta GFP zwykle odnosi się do białka wyizolowanego po raz pierwszy z meduzy Aequorea victoria i jest czasami nazywana avGFP. Jednak GFP zostały znalezione w innych organizmach, w tym koralowcach, ukwiałach, widłonogach, zoantydach i lancetach.
Rysunek 02: GFP
GFP to doskonałe narzędzie, które można wykorzystać w wielu formach biologii. Wynika to z jego zdolności do tworzenia wewnętrznego chromoforu bez konieczności stosowania dodatkowych kofaktorów, produktów genów, enzymów lub substratów innych niż tlen cząsteczkowy. W biologii komórkowej i molekularnej gen GFP jest powszechnie stosowany jako reporter ekspresji. Stosowano go również w zmodyfikowanych formach do wytwarzania bioczujników. Ponadto Roger Y. Tsien, Osamu Shimomura i Martin Chalfie otrzymali w 2008 r. Nagrodę Nobla za odkrycie i opracowanie zielonego białka fluorescencyjnego.
Jakie są podobieństwa między lucyferazą a GFP?
- Lucyferaza i GFP to dwa białka zdolne do wytwarzania bioluminescencji.
- Składają się z aminokwasów.
- Oboje potrzebują tlenu cząsteczkowego w bioluminescencji
- Oba mogą być używane jako cząsteczki reporterowe w badaniach biologicznych.
- Oboje występują u zwierząt.
Jaka jest różnica między lucyferazą a GFP?
Lucyferaza jest enzymem wytwarzającym światło, gdy utlenia swój substrat, lucyferynę, podczas gdy GFP to białko, które wykazuje jasnozieloną fluorescencję, gdy jest wystawione na światło w zakresie od niebieskiego do ultrafioletowego. To jest więc kluczowa różnica między lucyferazą a GFP. Co więcej, lucyferaza nie potrzebuje zewnętrznego źródła światła do wykazania bioluminescencji, podczas gdy GFP potrzebuje zewnętrznego źródła światła do wykazania bioluminescencji.
Poniższa infografika przedstawia różnice między lucyferazą a GFP w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – Lucyferaza kontra GFP
Bioluminescencja jest spowodowana światłem wytwarzanym w wyniku reakcji chemicznej w żywym organizmie. Lucyferaza i GFP to dwa białka zdolne do wytwarzania bioluminescencji. Lucyferaza jest enzymem wytwarzającym światło poprzez utlenianie swojego substratu lucyferyny, podczas gdy GFP jest białkiem, które wykazuje jasnozieloną fluorescencję po wystawieniu na światło w zakresie od niebieskiego do ultrafioletowego. Tak więc podsumowuje to różnicę między lucyferazą a GFP.
